西安建大科研團隊
構建城市燃氣管道泄漏預測新方法
近日，西安建筑科技大學資源工程學院教授李新宏團隊在能源管道安全監測方面取得重要研究進展。團隊結合管道泄漏擴散規律與數據驅動模型，構建了一種基于物理信息神經網絡（PINN）的城市燃氣管道泄漏擴散智能預測新方法，為城市燃氣管道泄漏的早期預警和應急響應提供了技術支持。相關成果近日在國際權威期刊發表。
城市天然氣管道是城市能源基礎設施的重要組成部分。隨著城市管網的持續擴展與老化管道比例的上升，燃氣泄漏引發的安全事故易發，一旦在城市高密度區域發生，極易在短時間內達到爆炸極限濃度，從而引發大規模火災或爆炸災害。因此，如何在泄漏初期準確預測燃氣擴散濃度分布，成為當前城市燃氣安全管理與應急響應體系中的關鍵難題。
面對這一難題，李新宏團隊首先在管道周圍稀疏布置燃氣管道傳感器，實時采集燃氣濃度變化數據并進行分析，將處理后的數據輸入物理信息神經網絡（PINN），系統學習數據規律，并根據城市燃氣管道泄漏擴散物理規律，建立模型損失函數，要求預測燃氣濃度不僅要符合傳感器監測數據，還要符合燃氣擴散的物理規律。同時，模型會用一種高效的自我修正方法，快速定位并修正計算差錯。實驗結果表明，經過反復訓練以及不斷調整計算方式，模型既能準確預測燃氣濃度，又能嚴格符合燃氣擴散規律，整體優于傳統方法，可為城市燃氣管道泄漏的早期預警和應急響應提供技術支持，有效提升公共安全防護能力。
“該方法實現了對城市燃氣管道泄漏擴散的高精度模擬，為早期預警和應急響應提供了關鍵技術支撐，能有效降低燃氣泄漏引發的爆炸或火災風險，提升城市公共安全水平。”李新宏表示，團隊將聚焦模型優化，如增強其在復雜環境下的泛化能力，或擴展至多源數據融合與實時監測系統，推動智能化安全管理的全面發展。
來源：陜西日報
主編：胡航
責編：田雨? ? ?編輯：王濤
郵箱：xaycb999@163.com
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